聚合物薄膜

Abstract(#br)A nano-composite membrane, created by coating a thin polysiloxane film to the surface of an anodic aluminum oxide (AAO) membrane, was directly coupled to the inlet system of a mass spectrometer. The gas-permeation properties of the polysiloxane nano-composite (PNC) membrane were compared to those of a conventional polydimethylsiloxane (PDMS) membrane over a range of hydrostatic pressures. Permeation of gases through the conventional PDMS membrane was reduced at high pressure by compression of the siloxane matrix.

Abstract(#br)The elastic moduli of polystyrene (PS), polymethylmethacrylate (PMMA) and polydimethylsiloxane (PDMS) films were evaluated using an Atomic Force Microscope (AFM) with a steel micro-spherical probe tip. The elastic moduli of the polymeric films were determined with respect to indentation depth using the Hertz and Johnson-Kendall-Roberts (JKR) models. The measured elastic moduli of PS, PMMA and PDMS were determined to be 2.6 GPa, 0.74 GPa, and 4 MPa at indentation depths of 1.7 nm, 4 nm, and 120 nm, respectively.

We have developed a technique to create polymer film patterns on substrates with microstructures using an elastomeric polydimethylsiloxane (PDMS) pad, wherein either a continuous or a patterned film on flat PDMS was used for pattern creation. During patterning of the continuous film, a polymer film is first spin coated onto the elastomer pad, and the pad is then brought into contact with the patterned substrate of interest.

软荧光聚合物薄膜在传感、显示、信息加密等领域正受到越来越多的关注。然而，一些尝试将荧光聚合物薄膜与其他软聚合物材料异质地集成到拓扑优化的结构中(如双层膜和图案)，这可能导致迄今尚未想象的性能。本文采用动态镧系元素配位的方法合成了新型的多色荧光聚合物薄膜，并制备了具有独特自持振荡行为的双层驱动器。聚合物薄膜是由含有2，6 -吡啶二亚胺配体的聚二甲基硅氧烷( PDMS )低聚物通过天线效应与Eu3 / Tb3离子螯合，引发鲜艳的红/蓝绿荧光而制备的。进一步与平板纸进行界面改造后，制备了荧光双层驱动器，由于两层热膨胀能力不匹配，其在环境温度变化时表现出可逆的2D / 3D形状变形。有趣的是，当将一端固定在恒定热源附近的双层驱动器放置时，观察到了相当独特的自持振荡行为，这鼓励了它们作为动态报警装置的潜在应用。本研究拓宽了荧光聚合物薄膜的研究范围，提示了多材料集成开发多功能功能材料的巨大潜力。

辐射制冷作为一种新型的制冷技术，可以在不消耗能量的情况下降低物体的温度，具有广阔的发展前景。但由于表面长期暴露于室外环境，表面沉积的颗粒影响辐射冷却性能。本研究提出了一种具有自清洁功能的辐射冷却多层膜。采用不同粒径和比例的聚二甲基硅氧烷( PDMS )和SiO2粒子的混合物，设计制造了顶面，实现了自清洁特性。底面由PDMS和Al膜组成。进一步，本研究采用传输矩阵法优化了底层PDMS和Al膜的结合和厚度，采用FDTD法对SiO2的粒径、体积分数和涂层厚度进行了优化。最后，将底层PDMS层厚度优化为40   μ m，SiO2粒径分别为0.04   μ m和0.1   μ m，涂层厚度为40   μ m，在此基础上进行了理论净冷却功率计算和实验测试。计算结果表明，在美国标准大气模式条件下，净冷量可达59.04   W / m2，两种不同大气模式条件下的净冷量差值为24.36   W / m2。实验结果还表明，白天可使物体最高温度降低2.1  ℃，夜间可降低3.44  ℃，最大表面接触角可达164.45°，除实现辐射冷却外，研制的薄膜具有最优的自清洁性能，可有效降低运行维护成本。此外，制备工艺简单，价格低廉，显示出很高的实际应用潜力。

两性离子聚合物网络将两性离子聚合物的防污性能与交联提供的力学稳定性结合起来，有望降低植入生物材料的短期和长期炎症性异物反应。交联密度直接调节力学性能(如溶胀行为、抗应力应变能力和润滑性)，但理论上会降低两性离子材料的理想生物性能(如防污性)。本工作考察了不同聚乙二醇二甲基丙烯酸酯交联剂浓度对两性离子薄膜蛋白质吸附、细胞黏附、平衡溶胀、压缩模量和润滑性能的影响。此外，这项工作旨在确定每一种力学和生物学特性之间的适当平衡，以生产出既坚固、耐用、润滑又能抵抗生物污染的薄膜。结果表明，在聚二甲基硅氧烷( PDMS )上光接枝的两性离子薄膜上，纤维蛋白原吸附量在较宽的交联密度范围内降低了近20倍。有趣的是，无论在高交联密度还是低交联密度下，蛋白质吸附量都有增加的趋势。除纤维蛋白原外，两性离子薄膜上巨噬细胞与成纤维细胞的粘附力显著降低，交联密度范围较大，导致细胞计数较低。巨噬细胞计数减少30倍，而在接枝的两性离子膜上相对于未涂层膜，成纤维细胞计数减少近10倍。交联剂浓度超过50 %时，细胞粘附程度增加。正如预期的那样，增加的交联密度导致膨胀减小，但压缩模量增大。值得注意的是，与未涂层PDMS相比，两性离子薄膜的摩擦系数大大降低，跨越了广泛的交联密度，这是一种很有吸引力的植入特性。本工作确定了广泛的交联密度，在提供可取的防污效果的同时也保持了薄膜的机械功能。

两性离子聚合物网络将两性离子聚合物的防污性能与交联提供的力学稳定性结合起来，有望降低植入生物材料的短期和长期炎症性异物反应。交联密度直接调节力学性能(如溶胀行为、抗应力应变能力和润滑性)，但理论上会降低两性离子材料的理想生物性能(如防污性)。本工作考察了不同聚乙二醇二甲基丙烯酸酯交联剂浓度对两性离子薄膜蛋白质吸附、细胞黏附、平衡溶胀、压缩模量和润滑性能的影响。此外，这项工作旨在确定每一种力学和生物学特性之间的适当平衡，以生产出既坚固、耐用、润滑又能抵抗生物污染的薄膜。结果表明，在聚二甲基硅氧烷( PDMS )上光接枝的两性离子薄膜上，纤维蛋白原吸附量在较宽的交联密度范围内降低了近20倍。有趣的是，无论在高交联密度还是低交联密度下，蛋白质吸附量都有增加的趋势。除纤维蛋白原外，两性离子薄膜上巨噬细胞与成纤维细胞的粘附力显著降低，交联密度范围较大，导致细胞计数较低。巨噬细胞计数减少30倍，而在接枝的两性离子膜上相对于未涂层膜，成纤维细胞计数减少近10倍。交联剂浓度超过50 %时，细胞粘附程度增加。正如预期的那样，增加的交联密度导致膨胀减小，但压缩模量增大。值得注意的是，与未涂层PDMS相比，两性离子薄膜的摩擦系数大大降低，跨越了广泛的交联密度，这是一种很有吸引力的植入特性。本工作确定了广泛的交联密度，在提供可取的防污效果的同时也保持了薄膜的机械功能。